无电池远程无线流体传感系统,使用灵活的增材制造环境能量收获器和微流体
Tong-Hong Lin1, Wenjing Su2, Yepu Cui2
1Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, 30332-250, USA. tlin97@gatech.edu.
Scientific reports
|August 1, 2024
概括
本研究介绍了一种灵活的,增材制造的流体传感系统,用于物联网 (IoT). 它可以在降低成本和功率的情况下实现无电池,远程流体分析,克服以前的限制.
科学领域:
- 微流体学 微流体学
- 物联网 (IoT) 的互联网.
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 流体传感对物联网至关重要,但面临挑战:高成本,范围有限,干扰和电力需求.
- 现有的微流体系统往往是重的,昂贵的和耗电密集的,阻碍了广泛的物联网集成.
研究的目的:
- 为无处不在的物联网应用开发一种灵活,低成本和可扩展的流体传感系统.
- 为了实现无电池运行和扩大微流体设备的无线查询范围.
主要方法:
- 利用增材制造用于灵活的微流体制造,减少时间和成本.
- 来自超高频无线电频率识别 (UHF-RFID) 和双向无线电的集成能源采集.
- 采用反向散射拓,以提高无线通信范围和干扰免疫力.
主要成果:
- 展示了一个由收获的能量供电的无电池微流体系统.
- 每6.6分钟实现定期监控,在4.63秒内实现按需监控.
- 通过使用低功耗,成功地在3米的距离中询问了一种汗水感应原型,其信号噪声比为15dB.
结论:
- 拟议的增材制造方法克服了物联网流体传感方面的关键挑战.
- 灵活的能源采集系统为各种应用,包括可穿戴设备,提供了可扩展,具有成本效益的解决方案.
- 这项技术可实现强大的远程流体分析,扩大物联网传感器网络的覆盖范围.
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